飛行間隔安全評(píng)估引論

前言

航空運(yùn)輸中，飛機(jī)的飛行過程包括起飛離場、爬升、巡航、進(jìn)近和著陸。在整個(gè)飛行過程中，飛行安全是最基本的要求，而防止飛機(jī)相撞采取的方法就是飛機(jī)之間保持一定的飛行間隔。在空中交通流量急速增長的今天，一方面要求在現(xiàn)有條件下盡量縮小飛行間隔、增大容量，另一方面為了保障飛行安全又不能無限制地縮小飛行間隔。飛行間隔安全評(píng)估的理論研究就是通過建立數(shù)學(xué)模型來解決飛機(jī)在給定間隔下飛行的安全程度以及飛機(jī)之間保持怎樣的間隔才能達(dá)到安全要求的問題。在歐美等航空業(yè)發(fā)達(dá)國家，間隔安全方面的理論研究從20世紀(jì)60年代就已經(jīng)開始進(jìn)行了，研究人員綜合實(shí)際飛行中的大量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和理論研究，建立了有關(guān)的飛機(jī)碰撞風(fēng)險(xiǎn)理論模型。在這些工作中，典型的模型有Reich碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型、基于沖突區(qū)域的碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型、基于位置誤差概率的碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型、基于隨機(jī)微分方程的碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型、基于事件的碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型及基于事故樹的風(fēng)險(xiǎn)分析模型，研究的范圍涉及航路和跑道上的碰撞風(fēng)險(xiǎn)，并應(yīng)用這些模型來指導(dǎo)當(dāng)時(shí)空中交通環(huán)境下的間隔安全標(biāo)準(zhǔn)的確定。由于我國民航事業(yè)起步較晚，國內(nèi)對(duì)有關(guān)飛行間隔安全評(píng)估方面的研究是從20世紀(jì)90年代才開始，基本上是吸收引用國外研究成果。但進(jìn)入21世紀(jì)后，我國相關(guān)高校和科研院所在這方面的研究逐步展開，理論和應(yīng)用研究也進(jìn)入世界前列。本書系統(tǒng)介紹了國內(nèi)外飛行間隔安全評(píng)估理論研究的成果，隨后著重介紹了本書作者的研究內(nèi)容。本書是在國內(nèi)著名民航專家徐肖豪教授的指導(dǎo)下編寫的，其中第1章由張兆寧編寫，第3章、第6章由李冬賓編寫，其余各章由張兆寧和王莉莉共同編寫。在編寫的過程中，劉計(jì)民、盧飛和沈金煒做了大量的材料整理和編寫工作，張偉、張彬、劉瓊和史磊也做了很多文字校對(duì)工作，在此深表感謝。由于作者水平有限，書中不妥之處在所難免，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本書根據(jù)國內(nèi)外飛行間隔安全評(píng)估理論的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，系統(tǒng)介紹了飛行間隔安全評(píng)估理論的研究成果。在內(nèi)容安排上，首先介紹飛行間隔安全評(píng)估相關(guān)概念，隨后介紹安全目標(biāo)水平的確定方法、飛行間隔安全評(píng)估的六種典型模型及其改進(jìn)和應(yīng)用，接著給出最小安全間隔計(jì)算方法，最后給出了基于CNS性能的飛行間隔安全評(píng)估模型等研究成果。    本書可作為高等院?？罩薪煌ü芾韺I(yè)的本科生、研究生的教學(xué)用書，也可以作為從事飛行間隔安全評(píng)估方面研究的相關(guān)技術(shù)人員的參考資料。

書籍目錄

前言第1章  緒論  1.1  飛行間隔安全評(píng)估的研究意義  1.2  飛行間隔安全評(píng)估的研究現(xiàn)狀    1.2.1  國外研究概況    1.2.2  國內(nèi)研究概況  1.3  飛行間隔安全評(píng)估研究的發(fā)展趨勢    1.3.1  考慮基于CNS性能的飛行間隔安全評(píng)估    1.3.2  考慮防撞系統(tǒng)的飛行間隔安全評(píng)估    1.3.3  考慮人為因素的飛行間隔安全評(píng)估  參考文獻(xiàn)第2章  飛行間隔安全評(píng)估相關(guān)概念  2.1  空中交通管制    2.1.1  機(jī)場管制    2.1.2  進(jìn)近管制    2.1.3  區(qū)域管制    2.1.4  程序管制    2.1.5  雷達(dá)管制  2.2  飛行間隔    2.2.1  側(cè)向間隔    2.2.2  縱向間隔    2.2.3  垂直間隔  2.3  飛行間隔標(biāo)準(zhǔn)    2.3.1  飛行間隔標(biāo)準(zhǔn)概念    2.3.2  飛行間隔標(biāo)準(zhǔn)的影響因素    2.3.3  飛行間隔標(biāo)準(zhǔn)的最優(yōu)值  2.4  碰撞風(fēng)險(xiǎn)與安全目標(biāo)水平    2.4.1  碰撞風(fēng)險(xiǎn)    2.4.2  安全目標(biāo)水平    2.4.3  碰撞風(fēng)險(xiǎn)與安全目標(biāo)水平的關(guān)系  參考文獻(xiàn)第3章  安全目標(biāo)水平的確定方法  3.1  安全目標(biāo)水平的研究現(xiàn)狀  3.2  安全目標(biāo)水平的計(jì)算    3.2.1  空中相撞安全目標(biāo)水平的確定步驟    3.2.2  總體安全目標(biāo)水平的計(jì)算方法    3.2.3  總體安全目標(biāo)水平的計(jì)算實(shí)例    3.2.4  空中相撞的安全目標(biāo)水平的計(jì)算  參考文獻(xiàn)第4章  飛行間隔安全評(píng)估典型模型  4.1  Reich碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型  4.2  基于沖突區(qū)域的碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型  4.3  基于位置誤差概率的碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型  4.4  基于隨機(jī)微分方程的碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型  4.5  基于事件的碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型  4.6  基于事故樹的風(fēng)險(xiǎn)分析模型  參考文獻(xiàn)第5章  Reich改進(jìn)模型及應(yīng)用  5.1  Reich改進(jìn)模型  5.2  Reich改進(jìn)模型的應(yīng)用    5.2.1  基于VOR導(dǎo)航的平行航路側(cè)向碰撞率的計(jì)算    5.2.2  VOR導(dǎo)航下的平行航路碰撞風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算  參考文獻(xiàn)第6章  基于事件的碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型應(yīng)用  6.1  側(cè)向間隔安全評(píng)估模型    6.1.1  側(cè)向碰撞風(fēng)險(xiǎn)建模    6.1.2  碰撞風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算    6.1.3  側(cè)向安全性分析  6.2  縱向間隔安全評(píng)估模型    6.2.1  縱向碰撞風(fēng)險(xiǎn)建模    6.2.2  碰撞風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算    6.2.3  縱向安全性分析  6.3  垂直間隔安全評(píng)估    6.3.1  垂直碰撞風(fēng)險(xiǎn)建模    6.3.2  碰撞風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算    6.3.3  垂直安全性分析  6.4  交叉航路間隔安全評(píng)估    6.4.1  交叉航路碰撞風(fēng)險(xiǎn)建模    6.4.2  碰撞風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算    6.4.3  交叉航路安全性分析  參考文獻(xiàn)第7章  基于沖突區(qū)域和位置誤差概率的碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型應(yīng)用  7.1  單航路安全間隔評(píng)估    7.1.1  影響單航路安全間隔主要因素    7.1.2  單航路碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型  7.2  交叉航路間隔安全評(píng)估    7.2.1  基于沖突區(qū)域的交叉航路碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型    7.2.2  基于位置誤差概率的交叉航路碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型  7.3  基于位置誤差概率模型的平行跑道間隔安全評(píng)估    7.3.1  平行跑道及運(yùn)行模式    7.3.2  平行跑道碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型    7.3.3  平行跑道碰撞風(fēng)險(xiǎn)仿真計(jì)算  參考文獻(xiàn)第8章  最小安全間隔計(jì)算  8.1  平行航路最小安全間隔計(jì)算    8.1.1  計(jì)算最小安全間隔模型的建立    8.1.2  碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型逆問題的算法    8.1.3  碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型的逆問題算法實(shí)例  8.2  交叉航路最小安全間隔計(jì)算    8.2.1  交叉航路最小安全間隔改進(jìn)模型的建立    8.2.2  算法    8.2.3  算例分析  參考文獻(xiàn)第9章  基于CNs性能的飛行間隔安全評(píng)估模型  9.1  CNS系統(tǒng)概述    9.1.1  陸基CNS系統(tǒng)    9.1.2  星基CNS系統(tǒng)  9.2  所需CNS性能    9.2.1  所需通信性能    9.2.2  所需導(dǎo)航性能    9.2.3  所需監(jiān)視性能  9.3  基于CNS性能的平行航路碰撞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估    9.3.1  碰撞風(fēng)險(xiǎn)影響因素分析    9.3.2  研究方法及思路    9.3.3  基于CNS性能的碰撞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型    9.3.4  基于CNS性能的平行航路側(cè)向碰撞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估    9.3.5  基于CNS性能的垂直間隔碰撞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估    9.3.6  基于CNS性能的平行航路縱向碰撞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估  9.4  安全目標(biāo)水平下的CNS性能環(huán)境分析    9.4.1  CNS性能環(huán)境、安全間隔及安全目標(biāo)水平的關(guān)系    9.4.2  規(guī)定安全間隔的CNS性能環(huán)境分析參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第2章 飛行間隔安全評(píng)估相關(guān)概念飛行間隔安全評(píng)估涉及許多空中交通管理系統(tǒng)和飛行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的相關(guān)概念，包括空中交通管制、飛行間隔、間隔標(biāo)準(zhǔn)、碰撞風(fēng)險(xiǎn)和安全目標(biāo)水平等。本章主要介紹上述相關(guān)概念并進(jìn)行分析。2.1 空中交通管制空中交通管制的主要任務(wù)是對(duì)飛機(jī)從起飛到著陸的全過程進(jìn)行管理和控制；防止飛機(jī)與飛機(jī)、飛機(jī)與地面障礙物相撞，確保飛行安全；維護(hù)空中交通秩序，提高飛行時(shí)間和空間的利用率。按照管制范圍的不同，可將空中交通管制系統(tǒng)分為部分，即機(jī)場管制、進(jìn)近管制和區(qū)域管制；按照管制手段的不同，可將空中交通管制系統(tǒng)分為程序管制和雷達(dá)管制。2.1.1 機(jī)場管制在機(jī)場范圍內(nèi)起降航路上為飛行提供的管制服務(wù)稱為機(jī)場管制。機(jī)場管制由機(jī)場管制塔臺(tái)提供，管制員也稱為塔臺(tái)管制員。他們主要靠目視來管理飛機(jī)在機(jī)場上空和地面的運(yùn)動(dòng)。近年來，機(jī)場地面監(jiān)視雷達(dá)的使用使管制員的工作質(zhì)量和效率有了很大提高。機(jī)場管制的范圍包括：飛機(jī)在機(jī)場管制區(qū)的空中飛行；飛機(jī)的起飛和降落；飛機(jī)在機(jī)坪上的運(yùn)動(dòng)。防止飛機(jī)與地面車輛、地面障礙物或其他飛機(jī)發(fā)生碰撞，較大的機(jī)場塔臺(tái)通常把任務(wù)分為兩部分，分別由機(jī)場地面交通管制員和空中交通管制員負(fù)責(zé)。停機(jī)場地面交通管制員負(fù)責(zé)管制跑道之外的機(jī)場地面（包括滑行道和停機(jī)坪）上所有飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)。在繁忙機(jī)場的停機(jī)坪上可能同時(shí)有幾架飛機(jī)在運(yùn)動(dòng)，此外還有各種車輛和行人的運(yùn)動(dòng)，地面交通管制員負(fù)責(zé)給出飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)許可、進(jìn)入滑行道許可。對(duì)于到達(dá)的飛機(jī)，當(dāng)飛機(jī)滑出跑道后，由地面管制員安排飛機(jī)運(yùn)行至停機(jī)坪。機(jī)場空中交通管制員的責(zé)任包括對(duì)飛機(jī)進(jìn)入跑道后的運(yùn)動(dòng)以及按照目視飛行規(guī)則在機(jī)場控制的起降航路上的飛行實(shí)施交通管制。其任務(wù)是給出起飛或著陸的許可，引導(dǎo)在起降航路上準(zhǔn)備起飛或者著陸的飛機(jī)，并且安排飛機(jī)的起降順序，安排合理的飛機(jī)放行問隔，以保證飛行安全。

編輯推薦

　　在歐美等航空業(yè)發(fā)達(dá)國家，間隔安全方面的理論研究從20世紀(jì)60年代就已經(jīng)開始進(jìn)行了，研究人員綜合實(shí)際飛行中的大量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和理論研究，建立了有關(guān)的飛機(jī)碰撞風(fēng)險(xiǎn)理論模型。由于我國民航事業(yè)起步較晚，國內(nèi)對(duì)有關(guān)飛行間隔安全評(píng)估方面的研究是從20世紀(jì)90年代才開始，基本上是吸收引用國外研究成果。但進(jìn)入21世紀(jì)后，我國相關(guān)高校和科研院所在這方面的研究逐步展開，理論和應(yīng)用研究也進(jìn)人世界前列。本書系統(tǒng)介紹了國內(nèi)外飛行間隔安全評(píng)估理論研究的成果，隨后著重介紹了本書作者的研究內(nèi)容。

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